腐蚀学原理第六章 局部腐蚀6163 1图文.pptx

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会计学;6.2 电偶腐蚀;6.2.1 电偶腐蚀的推动力与电偶序;金 属;↑ 钝 性 金 属 或 阴 极 活 性 金 属 或 阳 极 ↓;6.2.2 电偶电流与电偶腐蚀效应 ;在电偶腐蚀中为了较好地表示两种金属偶接后阳极金属溶解速度增加了多少倍,常用电偶腐蚀效应表示。例如,两种金属偶接后,阳极金属1的腐蚀电流iA,1与未偶合时该金属的自腐蚀电流i1之比γ,称为电偶腐蚀效应。 ;图6—2 电偶腐蚀极化图;6.2.3 影响电偶腐蚀的因素;2.环境因素 对电偶腐蚀来说,环境因素影响也很大。不同的环境有着不同的腐蚀性,对双金属的腐蚀程度影响也各不相同。通常,在一定的环境中耐蚀性较低的金属是电偶的阳极。有时在不同的环境中同一电偶的电位会出现逆转,从而改变材料的极性。例如,钢和锌偶合后在一些水溶液中锌被腐蚀,钢得到了保护。若水温较高(80℃以上)时,电偶的极性就会逆转,钢成为阳极而被腐蚀。又如镁和铝偶合后在中性或微酸性氯化钠溶液中,镁呈阳极性。可是随着镁的不断溶解,溶液变成碱性使铝反而成为阳极了。 ;3.溶液电阻的影响 在双金属腐蚀的实例中很容易从连接处附近的局部侵蚀来识别电偶腐蚀效应。这是因为在电偶腐蚀中阳极金属的腐蚀电流分布是不均匀的,在连接处由电偶效应所引起的加速腐蚀最大,距离接合部位越远,腐蚀也越小。此外,介质的电导率也会影响电偶腐蚀率,如电导性较高的海水,使活泼金属的受侵面扩大(扩展到离接触点较远处),因而降低侵蚀的严重性。但在软水或大气中,侵蚀集中在接触点附近,侵蚀严重,危险性大。 ;6.2.4 控制电偶腐蚀的措施;在生产过程中不要把不同金属的零件堆放在一起,尤其是有色金属零件在任何情况下都不能和黑色金属零件堆放在一起,以免引起锈蚀。铁屑落在镁合金零件上,或用金刚砂砂纸打磨镁合金时,金刚砂粒落在或嵌入镁合金表面,或用喷钢铁零件的砂子(里面含有铁锈、铁屑、热处理残盐等污物)喷镁合金零件等,都易引起镁合金锈蚀。 为了避免大阴极和小阳极的不利面积效应,螺钉、螺帽、焊接点等通常采用比基体更稳定的材料为好,以使被固接的基体材料呈阳极性,避免强烈的电偶??应。或者采用牺牲阳极保护法,接上比两接触金属更不耐蚀的第三块金属。 隔绝或消除阴极去极化剂(如溶解O2和H+离子),也是防止电偶腐蚀的有效办法,因为这些物质是腐蚀体系中进行阴极过程所不可缺少的。所以,当钢和铜接触用于封闭的热水系统时,若加入适当的水溶性缓蚀剂,则可以较好地防止电偶腐蚀。 ;6.3 点 蚀;腐蚀从起始到暴露需经历诱导期。诱导期长短不一,有的几个月,甚至一两年。蚀孔通常沿着重力方向或横向发展,并向深处加速进行,但也因外界因素等的改变,使有些蚀孔停止发展。例如,铝在大气中的某些蚀孔常见这种现象。 点蚀多半发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属上。凡是表面具有氧化或钝化膜的金属或合金材料,如铝及铝合金、不锈钢、耐热钢、钛合金等,在大多数含有氯离子或氯化物的腐蚀介质中,都有发生点蚀的可能。在阳极极化条件下介质中只要含有氯离子,金属就很易发生点蚀。点蚀随着氯离子浓度加大而加速,其他阴离子如Br-、S2O82-、I-离子、过氯酸盐或硫酸盐等也可诱发点蚀。尤其是当钝化膜表面存在有机械裂缝、擦伤、夹杂物或合金相、晶间沉淀、位错露头、空穴等缺陷造成膜的厚薄不匀等时,就更容易诱发局部破坏。因为缺陷处易显露基体金属,使之呈活化态,而钝化膜处却呈钝态,这样就形成了活性—钝性腐蚀电池,使点蚀的产生具备了条件。换句话说,既有钝化剂又有活化剂的腐蚀环境,是易钝化金属产生点蚀的必要条件,而钝化膜的缺陷及活性离子的存在是引起点蚀的主要原因。 ;点蚀的发生还需在某一临界电位以上, 该电位称作点蚀电位(或称击穿电位)。点蚀电位随介质中氯离子浓度的增加而下降,使点蚀易于发生。;6.3.2 点蚀的电化学特性 ;6.3.3 点蚀机理 ;酸化过程: 当点蚀一旦发生,点蚀孔底部金属铝便发生溶解,即 A1 → Al3++3e 如果是在含氯离子的水溶液中,则阴极为吸氧反应(蚀孔外表面),孔内氧浓度下降而孔外富氧形成氧浓差电池。孔内金属离子不断增加,在孔蚀电池产生的电场的作用下,蚀孔外阴离子(Cl-)不断地向孔内迁移、富集,孔内氯离子浓度升高。同时由于孔内金属离子浓度的升高并发生水解: Al3++H2O+Cl— → H++AlOHCl+ 结果使孔内溶液氢离子浓度升高,pH值降低,溶液酸化,相当于使蚀孔内金属处于HCl介质中,处于活化溶解状态。;自催化过程;闭塞电池;6.3.4 影响点蚀的因素和防止措施;金属的点蚀一般易发生在含有卤素阴离子的溶液中,尤其以氯化物、溴化物侵蚀性最强。但材料易发生点蚀的介质也有一定的特定性。譬如,不锈钢的点蚀易发生在

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